大跨径桥梁车辆荷载研究分析.doc

大跨径桥梁车辆荷载研究分析以某大跨径桥梁工程项目为研究对象对桥梁车辆设计过程需要考虑的荷载问题进行研究详细阐述了大跨径桥梁设计荷载过程需要遵循的要求在总结国内桥梁车辆荷载设计标准的同时深入分析大跨径桥梁车辆荷载设计的要点。通过分析可知在设计的过程中需要从相应设计规范中掌握桥梁的正态变化规律从而保证桥梁使用状态模拟得到确定保证设计方案中的荷载参数达到实际交通运行的需要。公路桥梁在设计过程中需要从公路桥梁标准荷载的角度出发全面分析桥梁工程中的安全性和经济性等因素。桥梁设计过程中所应用的车辆荷载标准是建设完成之后保证桥梁可以正常运行的重要参数如果其没有达到相关标准的要求必然会导致桥梁运行的安全性无法保证。因此车辆荷载是保证桥梁正常使用的关键性技术参数同时也关乎经济效益与社会效益。在中小跨径桥梁工程中重载车辆出现的概率会直接影响横向折减系数。伴随着当前我国桥梁跨径尺寸的变化多车道的横向折减系数也已成为设计人员必须要重视的技术参数。1桥梁设计荷载要求1.1公路桥梁安全性方面。公路桥梁在设计阶段应重点考虑其安全性其是公路桥梁的基本性能。桥梁设计技术人员应深入到该地区中进行实地勘察和分析了解当地的交通运行情况以及荷载数据并且从荷载的角度实施组合设计全面提升桥梁运行安全性有效降低桥梁交通事故的发生率。1.2公路桥梁耐久性方面。当前我国公路桥梁被广泛的建设和投入使用建设成本也在不断提升所以在桥梁设计中应该综合考虑到施工成本、耐久性等方面选择合理的设计方案进而延长其使用周期。1.3公路桥梁适用性方面。桥梁需要满足多个方面的需求因此在设计过程中必须要从适用性的角度出发选择科学合理的设计方案。例如某些桥梁中需兼具车辆行驶和行人行走而有些桥梁只会通过车辆这种桥梁的功能性差异决定了其设计方案的不同荷载与组合形式也存在很大的区别[1]。2工程概况某桥梁处在我国的南方某地区中整个高速公路项目中共有2座大跨径桥梁其间隔距离为8km。该地区中分布着多条高速公路国省干道的数量也比较多当地经济发展非常快但是随着社会的发展重载运输车辆数量持续增加交通运输量的激增使得该地区中的桥梁荷载无法满足使用要求造成较大的安全隐患。从该设计方案中可以了解到该桥梁工程中主体部分使用的是预应力混凝土结构形式主跨为150m其他结构尺寸90m+150m+90m其中跨中箱梁为4m墩顶箱梁的标高设定为9m桥面形式为双向四车道跨度设定为12.5m。3桥梁荷载设计标准3.1城市桥梁设计规范。从相应的国家标准和技术规范要求中了解到对于跨径尺寸在150m以下的桥梁结构来说其汽车荷载应该符合相应设计规范的要求同时还应该综合考虑当地的交通运行状况以及车道荷载。在确定桥梁的主体结构时需要综合考虑到车辆荷载的关键数据明确各项技术参数为设计提供基础条件。在计算桥梁结构尺寸过程中车辆荷载与车道荷载不能重复计算。例如某城市中的两条道路在设计过程中根据加载处理方式来计算确定技术参数并且需要准确判定跨径荷载系数然后确定均匀荷载标准值q与集中荷载标准值p。在确定桥梁弯矩参数时应该以均匀荷载qM为基础设计弯矩结构要通过确定均匀荷载参数q。如果桥梁的跨度尺寸处于20～150m范围内则需要设计为四车道以上[2]。3.2公路桥涵设计通用规范。根据公路桥涵设计技术规范的要求进行设计要考虑到车辆计算图与荷载标准、纵向折减系数确定最终的技术参数：（1）从目前我国技术标准分析可以发现按照汽车荷载参数可以将公路分为—Ⅰ级以及公路—Ⅱ级。（2）汽车荷载参数是将车辆车载与车道荷载加在一起计算确定均布荷载、集中荷载是公路设计中的关键性参数这也是确定桥梁结构形式的重要参数。通过文献[3]可以了解到在进行桥梁荷载参数计算的过程中不能重复计算车辆与车道荷载数据。（3）如果在二级公路设计的过程中发现该地区中交通运行量比较大且多为重载车辆所以在桥梁设计的过程中需要严格按照-Ⅰ公路进行设计；由于四级以上重载车辆的数据较少所以确定设计方案的过程中可以按照-Ⅱ公路进行。对于Ⅰ级公路来说其荷载分布较为均匀此时可以将集中荷载pk值确定为10.5kN/m因此对于跨径尺寸为5m的桥梁来说此时作用标准值可以确定为180kN；而对于跨径尺寸在50m以下的桥梁来说pk参数值的确定应该严格按照360kN来进行；如果跨径桥梁的尺寸在5m～50m范围内pk值要根据计算数据最终确定。从剪力效应参数值的计算可以确定pk参数值应该按照1.2倍来计算。公路-Ⅱ工程在设计过程中从车道均匀荷载参数与集中荷载参数的确定过程中在确定-Ⅰ级等级0.75倍的同时能够准确判定工程的技术参数[3]。4大跨径桥梁车辆荷载模型建立4.1大跨径桥梁交通情况调查。从当地的交通运行状态调查报告可以发现经过长期交通运输数据统计分析该地区的桥梁中单日通车数量为77400辆最大车流量为82290辆从当前的数据统计分析中